CN106445211B - 触控模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种触控模块，包含厚基板、第一薄基板、第一电极层、第一黏合层、第二薄基板、第二电极层及第二黏合层。厚基板用以为该触控模块提供硬性支撑。第一电极层设置于第一薄基板上。第一黏合层黏合厚基板与设有第一电极层的第一薄基板。第二薄基板包含供触摸操作的表面。第二电极层设置于第二薄基板相对于供触摸操作的表面的另一表面上。第二黏合层黏合于设有第一电极层的第一薄基板与第二电极层。第二薄基板具有第一厚度，厚基板具有的第二厚度大于第一厚度。本发明的触控模块可使用于需要高精密度感应的指纹辨识应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种触控模块，特别是有关于一种指纹辨识触控模块。
背景技术
随着电子科技的快速进展，触控模块已被广泛地应用在各式电子装置中，如移动电话、平板计算机等。典型的触控模块可设置于显示屏幕上，包括多个触控电极。在物体(手指或触碰笔等)接近或触碰显示屏幕时，相应的触控电极产生电信号，藉此达成触控感测。
现有的触控模块的架构由上至下依序为玻璃盖板(cover glass)、黏着层、接收感应层(Rx sensor)、玻璃基板以及驱动感应层(Tx sensor)。玻璃盖板与玻璃基板为了提供一定的强度而具有较大的厚度，通常为500-700微米。此现有架构对于一般的触控应用(例如，执行点选、滑动页面等触控行为的辨识)上并无问题，但并无法胜任需要高精密度感应的特殊触控应用(例如，指纹辨识)。明确来说，此现有架构在要维持玻璃盖板既有的强度而应用于指纹辨识时，将会因为厚度因素而面临指纹感应的灵敏度(sensitivity)与辨识度(identification)不足的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明通过触控模块的结构设计改良，提出一种可应用于指纹识别的触控模块。
依据本发明的一实施方式，提供一种触控模块，包含厚基板，用以为触控模块提供硬性支撑；第一薄基板，用以承载电极层；第一电极层，设置于第一薄基板上；第一黏合层，黏合厚基板与设有第一电极层的第一薄基板；第二薄基板，包含供触摸操作的表面；第二电极层，设置于第二薄基板相对于供触摸操作的表面的另一表面上；以及第二黏合层，黏合于设有第一电极层的第一薄基板与第二电极层，其中第二薄基板具有第一厚度，厚基板具有第二厚度大于第一厚度。
于本发明的一或多个实施方式中，上述的第一薄基板的厚度与第二薄基板的厚度相同。
于本发明的一或多个实施方式中，上述的第一厚度为75至125微米。
于本发明的一或多个实施方式中，上述的第一厚度为100微米。
于本发明的一或多个实施方式中，上述的第一电极层与第二电极层分隔一距离，并且此距离为100至200微米。
于本发明的一或多个实施方式中，上述的距离为125微米。
于本发明的一或多个实施方式中，上述的第一电极层与第二电极层各包含多个电极线。电极线根据一间距平行排列，并且此间距为50至70微米。
于本发明的一或多个实施方式中，上述的间距为60微米。
于本发明的一或多个实施方式中，上述的第一电极层与第二电极层各包含多个电极线。每一电极线具有一线宽，并且此线宽为3至10微米。
于本发明的一或多个实施方式中，上述的线宽为5微米。
于本发明的一或多个实施方式中，上述的第二厚度为500至600微毫米。
于本发明的一或多个实施方式中，上述的第一电极层为驱动感应层，且第二电极层为接收感应层。
于本发明的一或多个实施方式中，上述的厚基板具有第一穿孔，第一薄基板具有第二穿孔，并且第一穿孔暴露出第二穿孔。
于本发明的一或多个实施方式中，上述的触控模块还包含第一触控芯片以及第二触控芯片。第一触控芯片设置于第一薄基板上并且位于第一穿孔内，并接合至第一电极层。第二触控芯片设置于第二薄基板上并且位于第二穿孔内，并接合至第二电极层。
于本发明的一或多个实施方式中，上述的触控模块还包含触控芯片。触控芯片分别经由第一穿孔与第二穿孔接合至第一电极层与第二电极层。
于本发明的一或多个实施方式中，上述的触控模块还包含遮光层。遮光层设置于第二薄基板与部分第二电极层之间，并且第一穿孔至遮光层的正投影与遮光层重叠。
于本发明的一或多个实施方式中，上述的第二厚度为第一厚度的4至6倍。
综上所述，本发明的触控模块将接收感应层(即第二电极层)设置于一薄基板(即第二薄基板)上，并以此薄基板作为使用者触控时手指直接接触的组件，因此可提升接收感应层感应指纹时的灵敏度与辨识度。并且，触控模块的驱动感应层(即第一电极层)也设置于另一薄基板(即第一薄基板)上，且此薄基板再与接收感应层贴合，藉以增加驱动感应层与接收感应层之间的互容值，并可由现有IC所驱动。再者，触控模块再以厚度大于第一薄基板及第二薄基板的厚基板与驱动感应层贴合，藉以弥补上述两薄基板在机构强度上的不足。藉由上述结构配置，本发明的触控模块即可使用于需要高精密度感应的指纹辨识应用。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为绘示本发明一实施方式的触控模块应用于触控显示设备的剖面示意图。
图2A为绘示本发明一实施方式的触控模块的立体组合图。
图2B为绘示图2A中的触控模块的立体***图。
图3为绘示本发明一实施方式的第一电极层与第二电极层的局部俯视图。
图4A为绘示图2A中的厚基板的俯视图。
图4B为绘示本发明另一实施方式的厚基板的俯视图。
图5为绘示本发明另一实施方式的触控模块应用于触控显示设备的剖面示意图。
图6为绘示图5中的触控模块沿着线段6-6’的剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。
请参照图1至图2B。图1为绘示本发明一实施方式的触控模块12应用于触控显示设备1的剖面示意图。图2A为绘示本发明一实施方式的触控模块12的立体组合图。图2B为绘示图2A中的触控模块12的立体***图。
如图1至图2B所示，于本实施方式中，触控显示设备1至少包含背盖10、触控模块12以及显示模块14。背盖10具有组装口100。触控模块12固定于组装口100。显示模块14设置于背盖10与触控模块12之间，并位于背盖10与触控模块12所形成的容置空间内。触控模块12是可透光的，因此用户可透过触控模块12观看显示模块14所显示的画面。于一实施方式中，显示模块14为液晶显示模块14，但本发明并不以此为限。
触控模块12包含厚基板120、第一薄基板121、第一电极层122、第一黏合层123a、第二薄基板124、第二电极层125及第二黏合层123b。厚基板120用以为触控模块12提供硬性支撑；厚基板120卡合于背盖10。第一电极层122设置于第一薄基板121上，本实施例的第一电极层122是例如设置于第一薄基板121的下表面上，而在其他实施例中，第一电极层122也可以设置在第一薄基板121的上表面。第二薄基板124包含一供触摸操作的表面，具体而言，第二薄基板124的上表面是供使用者触摸操作的表面。第二电极层125设置于第二薄基板124上，本实施例的第二电极层125是设置于第二薄基板124的下表面。
第一黏合层123a用以黏合厚基板120与设有第一电极层122的第一薄基板121，本实施例的第一黏合层123a具体是黏合于厚基板120与第一电极层122之间。第二黏合层123b用以黏合设有第一电极层122的第一薄基板121和设有第二电极层125的第二薄基板124，本实施例的第二黏合层123b是黏合于第一薄基板121与第二电极层125之间。整体架构来看，厚基板120是触控模块12最邻近显示模块14的基板，而第二薄基板124是触控模块12最远离显示模块14的基板，用以供使用者的手指接触而进行触控行为。
更进一步说明，第二薄基板124具有第一厚度t1，厚基板120具有第二厚度t2，第二厚度t2为第一厚度t1的4至6倍。于多个实施方式中，第二薄基板124所具有的第一厚度t1为75至125微米，并且较佳地为100微米。相较于现有的玻璃盖板(约500至700微米)来说，本发明的第二薄基板124的厚度设计可拉近使用者的手指与第二电极层125之间的距离，因此可大幅提高第二电极层125感应手指的灵敏度与辨识度，有利于指纹辨识的相关应用。于一实施方式中，第一薄基板121与第二薄基板124具有相同厚度，但本发明并不以此为限。
于实际的制造过程中，第一电极层122与第二电极层125分别设置于第一薄基板121与第二薄基板124上并相互贴合而形成触控模块12的半成品。如上所述，第一薄基板121与第二薄基板124的厚度为了指纹辨识的应用而大幅度地减薄，并且本发明进一步设计将厚基板120与上述触控模块12的半成品贴合，以增强触控模块12的整体机构强度。于一实施方式中，厚基板120的第二厚度t2为500至600微米，但本发明并不以此为限。整体而言，本实施例的第一薄基板121及第二薄基板124的厚度小于厚基板120的厚度。
请参照图3，其为绘示本发明一实施方式的第一电极层122与第二电极层125的局部俯视图。如图所示，第一电极层122(如驱动感应层)与第二电极层125(如接收感应层)各包含多个电极线122a、125a。第一电极层122的任一电极线122a与第二电极层125的任一电极线125a的延伸方向彼此垂直，使得第一电极层122与第二电极层125形成网格(mesh)，但本发明并不以此为限。
一般成年人的指纹的波谷间距(pitch)约为75微米。于多个实施方式中，第一电极层122的电极线122a与第二电极层125的电极线125a各根据一间距P平行排列，并且此间距为50至70微米，较佳地为60微米。藉由使第一电极层122的电极线122a与第二电极层125的电极线125a的间距P设计小于75微米，再配合将每一电极线122a、125a所具有的线宽W设计为3至10微米，较佳地为5微米，即可达到侦测使用者指纹的波锋与波谷的目的，亦即使第一电极层122与第二电极层125的感应精度提升至指纹辨识等级。
于多个实施方式中，上述第一电极层122的电极线122a与第二电极层125的电极线125a为金属导线，并可藉由例如超细导线印刷技术(fine line printing)或是黄光工艺所制造，但本发明并不以此为限。
在上述第一电极层122与第二电极层125所形成的金属网格架构下，为了将第一电极层122与第二电极层125之间的互容值增加至现有IC的驱动能力所及的范围，本发明进一步将第一电极层122与第二电极层125分隔的距离D设计为100至200微米。举例来说，于一实施方式中，第一薄基板121的第一厚度t1为100微米，而第二黏合层123b的厚度可为25微米，因此第一电极层122与第二电极层125分隔的距离D为125微米。
于多个实施方式中，用以黏合厚基板120与第一电极层122的第一黏合层123a以及用以黏合第一薄基板121与第二电极层125的第二黏合层123b，皆可为光学胶(OpticallyClear Adhesive,OCA)或水胶，但本发明并不以此为限。
如图1与图2B所示，于本实施方式中，厚基板120具有第一穿孔120a，第一薄基板121具有第二穿孔121a，并且第一穿孔120a暴露出第二穿孔121a。并且，触控模块12还包含第一触控芯片126a以及第二触控芯片126b。第一触控芯片126a设置于第一薄基板121上，并且位于厚基板120的第一穿孔120a内，并接合至第一电极层122。举例来说，第一触控芯片126a上的导电凸块(图未示)接合第一电极层122上的接合垫(图未示)。第二触控芯片126b设置于第二薄基板124上，并且位于第一薄基板121的第二穿孔121a内，并接合至第二电极层125。举例来说，第二触控芯片126b上的导电凸块(图未示)接合第二电极层125上的接合垫(图未示)。另外，显示模块14还包时序控制板(Timing-Control board)140以及软性电路板142。软性电路板142连接时序控制板140，并分别穿过厚基板120的第一穿孔120a以及第一薄基板121的第二穿孔121a而接合至第一电极层122与第二电极层125。
要说明的是，一般来说，第一电极层122与第二电极层125各自接合垫(图未示)的间距约为12微米。本实施方式采用第一触控芯片126a与第二触控芯片126b分别接合至第一电极层122与第二电极层125的架构，因此第一薄基板121与第二薄基板124两者之间的贴合公差容许量可放宽，有利于贴合工艺合格率的提升。再者，由于第一电极层122的电极线122a与第二电极层125的电极线125a的数量各近数千条，采用第一触控芯片126a与第二触控芯片126b分别独立驱动第一电极层122与第二电极层125的架构，第一触控芯片126a与第二触控芯片126b的尺寸就不会过大，因此两者就会有更多空间可设计一些放大器等电路来增加驱动能力。此外，将第一触控芯片126a与第二触控芯片126b分别设置于第一穿孔120a与第二穿孔121a中，还可在后续落下测试(Drop Test)或推力测试(Push Test)中防止第一触控芯片126a与第二触控芯片126b受损。
如图1所示，于本实施方式中，触控模块12还包含遮光层127。遮光层127设置于第二薄基板124与部分第二电极层125之间。一般来说，触控显示设备1对应遮光层127的区域定义为非可视区域，而触控显示设备1对应遮光层127以外的区域定义为可视区域。第一电极层122与第二电极层125所形成的金属网格涵盖整个可视区域，并至少部分延伸至非可视区域。根据上述有关触控模块12的结构配置，即可让用户于可视区域进行指纹辨识的触控应用。并且，本实施方式设计使厚基板120的第一穿孔120a至遮光层127的正投影与遮光层127重叠。也就是说，厚基板120的第一穿孔120a以及第一薄基板121的第二穿孔121a皆会位于非可视区域，因此并不会影响第一电极层122与第二电极层125感应用户在可视区域中所进行的触控行为。
于一实施方式中，遮光层127为油墨层，但本发明并不以此为限。
请参照图4A，其为绘示图2A中的厚基板120的俯视图。于本实施方式中，厚基板120的第一穿孔120a为封闭式穿孔。封闭式的第一穿孔120a可使得厚基板120具有较好得结构强度。然而，本发明并不以此为限。请参照图4B，其为绘示本发明另一实施方式的厚基板120的俯视图。于本实施方式中，厚基板120的第一穿孔120a为开放式穿孔。也就是说，第一穿孔120a延伸至厚基板120的边缘，换句话说，从俯视图角度来看，厚基板120的边缘通过第一穿孔120a的设置而形成边缘内凹的态样。开放式的第一穿孔120a有利于厚基板120的加工制造。
请参照图5，其为绘示本发明另一实施方式的触控模块32应用于触控显示设备3的剖面示意图。如图所示，触控显示设备3包含背盖10、触控模块32以及显示模块14。触控模块32包含厚基板120、第一薄基板121、第一电极层122、第一黏合层123a、第二薄基板124、第二电极层125及第二黏合层123b。图5中与图1中相同组件的结构、功能以及与其他组件之间的连接关系，可参照以上相关说明，在此不再赘述。在此要说明的是，本实施方式与图1所示的实施方式的差异处，在于本实施方式的触控模块32仅包含单一触控芯片326。触控芯片326分别经由厚基板120的第一穿孔120a与第一薄基板121的第二穿孔121a的开设而得以接合至第一电极层122与第二电极层125。
详细来说，请参照图6，其为绘示图5中的触控模块32沿着线段6-6’的剖面示意图。如图所示，第一电极层122具有接合垫122b位于第一薄基板121上，而第二电极层125具有接合垫125b位于第一薄基板121上以及第二穿孔121a中。相对地，触控芯片326具有导电凸块326a、326b。举例来说，导电凸块326a、326b为金凸块(golden bump)，但本发明并不以此为限。触控芯片326分别以导电凸块326a、326b接合至接合垫122b、125b。于实际应用中，只要第一薄基板121与第二薄基板124两者之间的贴合公差能控制得小于第一电极层122的接合垫122b的间距与第二电极层125的接合垫125b的间距，在接合触控芯片326时就可将导电凸块326a、326b分别准确地接合至接合垫122b、125b。
由以上对于本发明的具体实施方式的详述，可以明显地看出，本发明的触控模块将接收感应层(即第二电极层)设置于一薄基板(即第二薄基板)上，并以此薄基板作为使用者触控时手指直接接触的组件，因此可提升接收感应层感应指纹时的灵敏度与辨识度。并且，触控模块的驱动感应层(即第一电极层)也设置于另一薄基板(即第一薄基板)上，且此薄基板再与接收感应层贴合，藉以增加驱动感应层与接收感应层之间的互容值，并可由现有IC所驱动。再者，触控模块再以厚度大于第一薄基板及第二薄基板的厚基板与驱动感应层贴合，藉以弥补上述两薄基板在机构强度上的不足。藉由上述结构配置，本发明的触控模块即可使用于需要高精密度感应的指纹辨识应用。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (16)
1.一种触控模块，其特征在于，包含：
一厚基板，用以为该触控模块提供硬性支撑；
一第一薄基板；
一第一电极层，设置于该第一薄基板上；
一第一黏合层，黏合该厚基板与设有该第一电极层的该第一薄基板；
一第二薄基板，包含一供触摸操作的表面；
一第二电极层，设置于该第二薄基板相对于该供触摸操作的表面的另一表面上；以及
一第二黏合层，黏合于设有该第一电极层的该第一薄基板与该第二电极层之间；
其中该第二薄基板具有一第一厚度，该厚基板具有的一第二厚度大于该第一厚度，且该第二厚度为该第一厚度的4至6倍。
2.如权利要求1所述的触控模块，其特征在于，该第一薄基板的厚度与该第二薄基板的厚度相同。
3.如权利要求1所述的触控模块，其特征在于，该第一厚度为75至125微米。
4.如权利要求3所述的触控模块，其特征在于，该第一厚度为100微米。
5.如权利要求1所述的触控模块，其特征在于，该第一电极层与该第二电极层分隔一距离，并且该距离为100至200微米。
6.如权利要求5所述的触控模块，其特征在于，该距离为125微米。
7.如权利要求1所述的触控模块，其特征在于，该第一电极层与该第二电极层各包含多个电极线，该些电极线根据一间距平行排列，并且该间距为50至70微米。
8.如权利要求7所述的触控模块，其特征在于，该间距为60微米。
9.如权利要求1所述的触控模块，其特征在于，该第一电极层与该第二电极层各包含多个电极线，每一该些电极线具有一线宽，并且该线宽为3至10微米。
10.如权利要求9所述的触控模块，其特征在于，该线宽为5微米。
11.如权利要求1所述的触控模块，其特征在于，该第二厚度为500至600微毫米。
12.如权利要求1所述的触控模块，其特征在于，该第一电极层为驱动感应层，且该第二电极层为接收感应层。
13.如权利要求1所述的触控模块，其特征在于，该厚基板具有一第一穿孔，该第一薄基板具有一第二穿孔，并且该第一穿孔暴露出该第二穿孔。
14.如权利要求13所述的触控模块，其特征在于，还包含：
一第一触控芯片，设置于该第一薄基板上并且位于该第一穿孔内，并接合至该第一电极层；以及
一第二触控芯片，设置于该第二薄基板上并且位于该第二穿孔内，并接合至该第二电极层。
15.如权利要求13所述的触控模块，其特征在于，还包含一触控芯片，该触控芯片分别经由该第一穿孔与该第二穿孔接合至该第一电极层与该第二电极层。
16.如权利要求13所述的触控模块，其特征在于，还包含一遮光层，该遮光层设置于该第二薄基板与部分该第二电极层之间，并且该第一穿孔至该遮光层的一正投影与该遮光层重叠。
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